智能变电站继保故障录波大数据
智能变电站故障录波装置异常及处理
智能变电站故障录波装置异常及处理摘要：故障录波器是电力系统发生故障或振荡时，记录整个动态过程各种电气量变化的重要自动装置。
随着智能变电网建设的飞速发展，对于故障诊断和恢复具有重要参考作用的故障录波器也展现出许多的新特征，本文研究智能变电站故障录波装置异常及处理。
关键字：智能变电站；故障录波装置；异常；处理1智能变电站故障录波装置介绍故障录波器通常被称为电力系统的“黑匣子”，电力系统发生故障及振荡时，故障录波器通过判据启动后，立即开始自动准确地记录故障前和故障过程中的电压、电流、频率等各种电气量的变化情况，故障录波数据是分析处理事故和制定防治方案的重要依据。
智能变电站中故障录波器特征如下：1.1故障录波器的记录特性(1) 动态性。
当电力系统发生故障或振荡时，录波器可记录各种电气量的动态变化，反映事故发生确切地点、发展过程和故障随着时间动态变化情况。
(2) 高速性。
记录速度足够快，能满足正确地分析判断电力系统、线路和设备故障，以便迅速排除故障和制定防止对策的要求。
(3) 完整性(长过程)。
自动地、准确地记录过程时间足够长，对故障前、后过程各种电气量的变化情况过程记录完整。
1.2录波数据的安全性安全性是故障录波最重要的特性，安全性主要表现在当故障连续发生时，可以持续记录；当有外界电磁等干扰时，可以抵抗外界干扰；当故障结束后，能够将故障数据安全完整地上传，为此需要增大存储容量来从存储更庞大的数据，提高网速来方便上传报文。
1.3录波的真实性故障录波器是电力系统安全运行的重要自动装置，当发生故障或振荡时，它能自动真实记录整个故障过程中各种电气量的变化。
1.4采样精度要求采样精度应能够反映故障录波数据最真实的情况，故障前后采样精度设置值不同。
1.5故障录波器启动要求故障录波器启动方式的选择，应保证在一切异常情况下都能安全可靠地启动。
故障录波器常用启动判据如下所示：(1)交流电压的越限启动、突变启动、谐波启动；(2)交流电流的越限启动和突变启动；(3)频率越限启动；(4)电流波动启动；(5)开关量启动等。
智能变电站网络分析与故障录波一体化系统设计与实现
智能变电站网络分析与故障录波一体化系统设计与实现摘要南京南瑞继保电气有限公司的研究人员何君、刘明慧等，在2018年第8期《电气技术》杂志上撰文，通过分析智能变电站网络分析装置和故障录波装置发展现状，提出了一种适用于网络分析和故障录波应用场景的一体化系统设计方案。
系统结构由管理单元和采集单元组成，文中阐述了系统信息采集方案和数据处理流程，并分别论述了管理单元和采集单元的软件实现方案，解释了管理单元和采集单元总体功能定义和各应用模块组成架构。
通过实例对比分析，指出了一体化设计的优势，总结了设计方案的实用性和有效性。
文献[13]提出管理单元和前置采集单元的一体化系统设计架构，系统内部使用站控层MMS网络通信。
文献[14]提出“分散采集+集中分析”的思想，同样基于管理单元和采集单元架构，采集单元负责采集网络报文，管理单元实时分析和记录。
上述文献基于单装置的设计不能满足不同规模数据流量和组网方式情况下网络报文数据的采集要求。
基于采集单元和管理单元的系统设计缺乏统一的技术标准，采集单元和管理单元功能定位不够合理，“分散采集+集中分析”对管理单元实时性能要求较高，未充分发挥采集单元的作用，采集单元和管理单元采用站内MMS网络通信不适应现行标准和规范对于网络分析记录装置的要求。
本文基于“分散采集分析+集中配置展示”思路，提出一种新的网络报文分析和故障录波一体化系统设计，系统由多（单）台套采集单元和一台管理单元组成，采集单元实现报文实时采集分析和故障录波功能，管理单元负责系统配置及分析结果的展示。
1 系统设计本文设计的网分报文分析与故障录波一体化系统采其系统架构图如图1所示。
图1 系统架构为适应不同电压等级和不同组网方式智能变电站的报文采集需求，系统基于分散采集分析和集中展示的思路，采集单元完成报文采集、记录、分析以及故障录波功能，管理单元承担网络报文分析及故障录波后台功能。
采集单元通过高速采集口采集过程层网络、站控层网络和站内调度通信网络报文，广播报文或GOOSE、SV等组播报文直接将交换机转发范围内的某端口接入采集端口，MMS、104等单播报文需要在交换机上做镜像，然后将镜像端口接入采集端口。
继电保护分析系统中应用故障录波数据的研究
继电保护分析系统中应用故障录波数据的研究【摘要】电气量、数据以及波形都可以由变压器所提供的一些数据呈现出来，信息量大，真实可靠。
有很大的分析潜力。
所以开发应用故障分析软件，分析故障信息，对于科学判断继电保护分析系统，确定原因、排除故障、及早恢复正常使用都有重大意义。
本文主要在现有变压器保护基本原理的基础上，研究故障录波数据在继电保护分析系统中的作用。
【关键词】继电保护；故障；录波数据1 意义及现状1.1 故障录波数据研究的意义变压器作为电力系统的关键设备，重要性显而易见。
它能否正常运行直接关系到电网的可靠性。
变压器举足轻重的地位就要求继电保护系统应该更高效。
不仅要可靠，还要迅速处理数据。
对于电力系统的故障分析，重要的参考数据就是故障录波数据。
在研制开发录波装置时首先要考虑的是录波数据的格式。
目大多采用标准格式COMTRADE 来进行数据保存，或者提供向其转换功能，它定义的文件格式是通用标准格式，主要存储来源于电力系统或者模型收集到的暂态波形及时间等记录。
这个文件格式目的是为交换数据提供一个方便解读的形式。
1.2 国内研究现状在我国大多数处理电力故障的信息系统都在windows系统下通过可视化的编程语言完成。
目前已经有有多家公司开始研究故障录波分析软件，比如银山、南瑞等。
（1）数据格式不一致故障录波装置虽然有一定的记忆数据的功能，并且提供的信息量大、很丰富。
但是目前由于生产厂家不同以及录波器的生产型号不统一，使录波器所提供的信息不能完全被人们利用。
所以要解决这一难题，就要提高设备性能实现数据转化，统一数据格式，方面使用。
目前，IEEE电力保护委员会已经制定出数据转化的统一格式，COMTARDE录波标准。
以此实现数据转换，增强录波处理系统通用性。
（2）数据分析算法、准确率有待改善、提高目前录波信息处理中，绝大部分沿用傅里叶计算方法，以额定基波频率整数倍作为采样频率（如1800Hz、2100Hz等），这种算法误差较大，某些采用谐波作制动量的保护动作结果分析会受到影响。
基于大数据挖掘技术的智能变电站故障追踪架构
基于大数据挖掘技术的智能变电站故障追踪架构摘要：变电站是电力系统的重要组成部分，其故障会影响整个系统的运行稳定和安全，因此需要对变电站的故障进行及时的检修。
目前，先进的技术如计算机技术、网络技术、数据库技术以及远程控制技术等在变电站中进行了应用，而这些技术的使用促进了变电站的智能化发展，所以变电站的智能控制水平在明顯的提升。
为了进一步的提高变电站的故障控制水平，基于大数据挖掘技术架构变电站故障追踪十分必要，所以文章就故障追踪结构进行分析与讨论。
关键词：大数据挖掘技术；智能变电站；故障追踪；架构变电站的智能化发展对变电站的管理和运行有积极的意义，所以在当前的变电站构建中智能化技术利用越来越普遍。
就变电站的具体管理来看，构架变电站故障追踪系统可以更加及时且准确的发现故障问题，这对于提高故障解决效率而言有重要的意义，所以研究分析基于大数据挖掘技术的智能变电站故障追走构架现实意义显著。
一、大数据挖掘技术分析数据挖掘又译为资料探勘、数据采矿，它是数据库知识发现中的一个步骤。
数据挖掘一般是指从大量的数据中通过算法搜索隐藏于其中信息的过程。
数据挖掘通常与计算机科学有关，并通过统计、在线分析处理、情报检索、机器学习、专家系统（依靠过去的经验法则）和模式识别等诸多方法来实现上述目标。
所谓的大数据挖掘具体指的是在大数据背景下利用数据分析和处理算法对有用数据进行搜索和获取，做种通过数据发现问题的一种数据利用方法。
在智能变电站的故障追踪中，利用大数据挖掘技术进行故障追踪系统的构架可以为故障的准确判断和及时性发现提供有效帮助。
二、基于大数据挖掘技术的智能变电站故障追踪构架基于大数据挖掘技术的智能变电站故障追踪构架需要通过多步骤，以下是具体的构架步骤分析。
（一）系统构建首先是进行分别的系统构建。
从具体的实践分析来看需要构建三个系统：其一是监督系统。
监督系统的目的是对变电站运行异常进行监控。
在监督系统中需要对系统运行的标准参数范围进行确定，这样，系统运行是否有异常，依据运行参数和标准参数的对比可以看出来。
新一代智能变电站继电保护故障可视化分析
新一代智能变电站继电保护故障可视化分析摘要：继电保护装置在变电站中发挥重要的作用，它可以维护电力系统的安全和稳定。
实现智能化的变电站需要根据实际的情况采取合适的措施，管理变电站中系统的运行。
当设备或者线路发生故障时，可以及时控制故障设备，防止影响其他设备的运行，这样可以降低系统故障的损失。
实现智能化变电站继电保护需要提高系统故障维护的能力，运用相关的技术把系统故障进行可视化的分析，然后制定合理的方案进行处理。
本文对智能变电站继电保护故障可视化进行分析，希望能够保证我国智能变电站的高效发展，为我国电力事业做出贡献。
关键词：新一代；智能变电站；继电保护；故障；可视化1智能变电站继电保护故障可视化信息流的记录方案新一代智能变电站提出全面支撑调控一体，助力电网发展方式转变。
基于一体化信息平台方式的智能告警及故障信息综合分析决策技术是智能变电站高级应用的重要技术之一。
在故障情况下对包括事件顺序记录信号及保护装置、故障录波等数据进行数据挖掘、多专业综合分析，并将故障分析结果以简洁明了的可视化界面综合展示。
图1所示为新一代智能变电站的继电保护故障记录信息流方案。
数据11为继电保护装置的动态逻辑及中间节点信息，数据接收方为监控主机、Ⅰ区数据通信网关机（调度中心）、动态记录装置；数据12为故障录波信息，用于分析展示，数据接收方为Ⅱ区数据通信网关机（调度中心）、综合应用服务器。
根据保护动作记录信息流分析继电保护故障可视化分析的应用方式，综合应用服务器采集装置的中间节点数据，基于可视化展示技术，结合保护装置逻辑图及其内部各级监视点的数据进行分析。
2新一代智能变电站继电保护故障可视化2.1变电站继电保护故障信息智能化变电站继电保护配置在运行的过程中出现问题，智能系统会分析故障情况，判断故障的严重程度，然后把相关信息记录在文件中，系统自身也会产生一些文件，记录故障的详细情况。
系统自身生成具体的文件，这些文件的存储格式不一，每种格式存储的文件代表的含义不同。
继电保护及故障信息管理系统(可用故障录波图)
智能化发展
人工智能技术的应用
01
利用人工智能技术进行故障诊断、预警和决策，提高系统自适
应和自我修复能力。
智能传感器和执行器的应用
02
采用智能传感器和执行器，实现系统自动检测、调节和控制。
智能决策支持系统
03
基于大数据和机器学习技术，构建智能决策支持系统，提供快
速准确的故障处理方案。
网络化发展
01
继电保护及故障信息管理系统的概述
灵活性
可根据不同需求进行定制和扩展。
可维护性
具有方便的维护和管理功能，降低运营成本。
02 继电保护系统
继电保护的原理
基于电流、电压、阻抗等电气量的变化进行工作。
当被保护的电力系统或设备发生故障时，继电保护装置迅速动作，切除故障部分， 保证非故障部分继续运行。
动作的准确性和快速性取决于多种因素，如故障类型、保护装置的配置和整定值等。
故障信息管理系统的结构
数据采集层
负责采集电网设备和线路的实时数据和故障 录波数据。
应用层
提供故障定位、隔离、诊断、预防和辅助决 策支持等应用功能。
数据处理层
对采集到的数据进行处理、分析和存储，提 取故障特征和相关信息。
用户界面层
为用户提供友好的操作界面，展示故障信息 和相关数据。
故障信息管理系统的应用
VS
该系统主要由主站系统和子站系统组 成。主站系统负责汇总和分析从子站 系统收集的故障信息，提供人机界面 和高级应用功能。子站系统负责采集 和传输故障信息，一般安装在变电站 和发电厂内。
继电保护及故障信息管理系统的概述
实时性
能够快速准确地处理电网故障信息。
可靠性
具有高可靠性的数据传输和存储技术， 确保数据的完整性和准确性。
基于大数据挖掘技术的智能变电站故障追踪架构
基于大数据挖掘技术的智能变电站故障追踪架构随着现代社会对电力能源的需求不断增长，变电站作为电能传输和分配的重要环节，也承担着重要的供电任务。
但由于变电站设备众多、复杂性高，经常会发生各种各样的故障，给供电系统带来不小的困扰。
因此，研究发展一种基于大数据挖掘技术的智能变电站故障追踪架构，对于实现变电站设备的故障预测与诊断具有重要的意义。
智能变电站故障追踪架构主要由以下几个部分组成：数据采集、数据预处理、特征提取、模型训练和预测、故障诊断与追踪。
首先，数据采集是整个架构的第一步。
通过传感器和监测设备采集变电站各个设备的操作数据，如电流、电压、温度等。
这些数据以时间序列的形式存储，供后续处理和分析使用。
其次，数据预处理阶段对采集到的原始数据进行清洗和过滤，去除异常值和噪声。
同时，需要进行缺失值的填充，以保证后续分析的准确性和有效性。
接下来，特征提取是挖掘数据中潜在的特征和模式的关键环节。
通过应用各种特征提取技术，如频域分析、小波变换等，将原始数据转化为能够量化和表示设备状态的特征向量。
然后，利用机器学习和数据挖掘算法对提取到的特征进行训练和预测。
通过构建适当的模型，如神经网络、支持向量机等，对预测出的设备状态进行分类和预测，以达到故障预测的目的。
最后，根据预测结果进行故障诊断与追踪。
当出现设备故障时，根据模型预测的故障类型和位置，可以快速定位故障点，并采取相应的措施进行修复和处理。
在整个架构中，大数据挖掘技术是关键的核心。
通过对大量的历史数据进行挖掘和分析，可以提取出重要的设备状态特征和规律。
这些特征和规律可以用于故障的预测和诊断，为设备的维护和管理提供有效的决策依据。
总之，基于大数据挖掘技术的智能变电站故障追踪架构在提高供电系统可靠性和设备运行效率方面具有重要的应用价值。
通过对大数据的挖掘和分析，可以实现对设备状态的实时监测和故障预测，进而提升变电站设备的运行效能，保障电力系统的稳定供电。
国家电网公司智能变电站故障录波装置通用技术规范(范本)
智能终端专用技术规范（范本）本规范对应的专用技术规范目录智能终端专用技术规范（范本）智能变电站故障录波装置技术规范（范本）使用说明1. 本技术规范分为通用部分、专用部分。
2. 项目单位根据需求选择所需设备的技术规范，技术规范通用部分条款及专用部分固化的参数原则上不能更改。
3. 项目单位应按实际要求填写“项目需求部分”。
如确实需要改动以下部分，项目单位应填写专用技术规范“项目单位技术差异表”并加盖该网、省公司物资部（招投标管理中心）公章，与辅助说明文件随招标计划一起提交至招标文件审查会：1）改动通用技术规范条款及专用部分固化的参数；2）项目单位要求值超出标准技术参数值；3）需要修正污秽、温度、海拔等条件。
经标书审查会同意后，对专用技术规范的修改形成“项目单位技术差异表”，放入专用技术规范中，随招标文件同时发出并视为有效，否则将视为无差异。
4. 对扩建工程，项目单位应在专用技术规范提出与原工程相适应的一次、二次及土建的接口要求。
5. 本技术规范的页面、标题、标准参数值等均为统一格式，不得随意更改。
6. 投标人逐项响应专用技术规范中“1 标准技术参数”、“2 项目需求部分”和“3 投标人响应部分”三部分相应内容。
填写投标人响应部分，应严格按招标文件专用技术规范的“招标人要求值”一栏填写相应的招标文件投标人响应部分的表格。
投标人填写技术参数和性能要求响应表时，如有偏差除填写“投标人技术偏差表”外，必要时应提供相应试验报告。
7. 一次设备的型式、电气主接线和一次系统情况对二次设备的配置和功能要求影响较大，应在专用技术规范中详细说明。
目次智能变电站故障录波装置技术规范（范本）使用说明 (721)1总则 (723)1.1引言 (723)1.2供方职责 (723)2技术规范要求 (724)2.1使用环境条件 (724)2.2故障录波装置额定参数 (724)2.3装置功率消耗 (724)2.4故障录波装置总的技术要求 (724)2.5故障录波装置具体的技术要求 (726)2.6柜结构的技术要求 (728)3试验 (728)3.1工厂试验 (728)3.2系统联调试验 (728)3.3现场试验 (729)4技术服务、设计联络、工厂检验和监造 (729)4.1卖方提供的样本和资料 (729)4.2技术资料、图纸和说明书格式 (729)4.3供确认的图纸 (729)4.4买卖双方设计的图纸 (729)4.5其他资料和说明书 (729)4.6卖方提供的数据 (729)4.7图纸和资料分送单位、套数和地址 (730)4.8设计联络会议 (730)4.9工厂验收和现场验收 (730)4.10质量保证 (730)4.11项目管理 (730)4.12现场服务 (731)4.13售后服务 (731)4.14备品备件、专用工具、试验仪器 (731)智能终端专用技术规范（范本）1总则1.1引言提供设备的厂家、投标企业应具有GB/T 19001质量保证体系认证证书，宜具有GB/T 24001环境管理体系认证证书和GB/T 28001职业健康安全管理体系认证证书及年检记录，宜具有AAA级资信等级证书、重合同守信用企业证书并具备良好的财务状况和商业信誉。
SDL-9001智能变电站报文记录及故障录波装置说明书
9.1 模拟量波形实时监视................................................................. 52 9.2 开关量波形实时监视................................................................. 53 9.3 谐波实时监视....................................................................... 53 9.4 差流实时监视....................................................................... 54 9.5 实时有效值列表..................................................................... 54
80sdl9001智能变电站报文记录及故障录波装置31技术特点sdl9001智能变电站报文记录及故障录波装置以下简称装置全面贯彻了国家电力行业标准变电站通信网络和系统dlt860智能变电站网络报文记录及分析装置技术条件qgdw7152012智能变电站网络报文记录及分析装置检测规范qgdw7332012电力系统动态记录装置通用技术条件dlt5532013全面支持基于iec61850的智能变电站是自主研制开发的新一代智能变电站网络报文分析装置具有鲜明的技术特点
SDL-9001 智能变电站报文记录及故障录波装置
1
7.2.3 历史采样值(SV)报文通讯状态 ................................................................... 37 7.2.4 历史 GOOSE 报文通讯状态 ....................................................................... 37 7.2.5 历史 SV 报文接收时间间隔均匀性分析 ............................................................ 38 7.2.6 历史通讯状态数据的导出 ....................................................................... 38
故障录波及网络报文分析系统在智能化变电站的应用
故障录波及网络报文分析系统在智能化变电站的应用发表时间：2016-09-01T15:12:12.513Z 来源：《建筑建材装饰》2015年9月上作者：郭浩刘大伟周健[导读] 当今社会，人们的日常生活以及生产活动与电力系统均有着密不可分的关系。
郭浩刘大伟周健（江苏省送变电公司，江苏南京210028）摘要：随着电力系统自动化技术的发展，大多数智能化变电站均分别配置了网络报文及故障录波装置，使其各自实现各自的功能。
基于此，本文提出了一种应用于智能化变电站的故障录波及网络报文分析系统UK5505，该系统将故障录波及网络报文分析进行了一体化整合，并利用该系统在某110KV的智能化变电站中的运行进行了工程实例分析。
关键词：智能化变电站；故障录波；网络报文；110KV变电站前言当今社会，人们的日常生活以及生产活动与电力系统均有着密不可分的关系，电力系统发生故障将会对人们的生活、生产活动带来极为不利的影响，并可能造成巨大的经济损失。
然而，引起电力系统故障的因素有很多种，对于运行维护人员来说，处理电力系统故障是一项极为复杂且重要的工作。
随着计算机、通讯、电子技术的发展，电力系统自动化也得到了高速发展。
自2008年全国开始数字化变电站试点，而如今智能化变电站获得大面积推广，在这个过程中，大多数智能化变电站均分别配置了网络报文及故障录波装置。
网络报文装置用于实时监控全站网络状态，进行报文接收、记录、存储（包括MMS通信网络、GOOSE通信网络和SV采样值网络的报文记录），并能自动或手动进行报文详细分析，直观地给出分析结果，同时提供高效的查询手段和统计功能及变电站网络冗余的历史报文记录数据、方便快捷的记录数据索引。
而故障录波装置则通过接收、过滤GOOSE通信网络和SV采样值网络的报文来完成对站内电流、电压、开关状态、异常、故障等信号的记录、存储，并能自动或手动进行故障录波分析，直观的给出分析结果，一般可分为稳态实时记录和故障记录。
继电保护动作报告及故障录波分析
继电保护动作报告及故障录波分析摘要：随着社会的不断发展，我国的科学技术不断进步，同时带动了我国电力行业的进步。
利用故障录波与保护信息,通过信息收集、筛选、融合,提取出能够直接反映事故特征的关键信息呈现给变电站运行值班人员,运行人员依据信息可进行事故分析;将故障和非故障设备关键信息进行综合,便于事故分析和处理;将变电站事故的初判信息按照其重要程度进行筛减和分类,将最重要的信息第一时间传送给调度中心,调度人员可以及时获得直观、有价值的信息,对电网的运行作出快速合理地调整,为电网的安全控制提供有效手段。
关键词：继电保护；变电站;故障录波;故障分析引言继电保护设备发生接触不良、短路、断线、接线错误、参数设置错误或选型错误时，会导致设备发生误动或不动作，影响电力系统运行的可靠性。
随着电力行业的发展，我们对于电力系统的可靠性要求更高，这要求我们的技术人员加强对于继电保护故障的研究分析，提升维保能力，在故障发生时可以快速的排查处理，同时也通过技术手段降低故障发生的概率。
1继电保护基本原理继电保护是一种电力系统自动保护装置，它由三部分组成，分别是测量部分、逻辑部分和执行部分。
其中测量部分是指将被保护对象的输入信号和设定的整定值进行比较，从而使保护装置能够实现一定的逻辑功能，并确定相应的保护动作行为。
再通过执行部位进行跳闸或者发出报警信号。
基本原理如图1。
图1继电保护装置原理图为了能够使得继电保护装置更好的工作，确保电力系统安全运行。
所以，继电保护装置需要明确区分电力系统中的故障情况和非故障情况。
从而要求继电保护的输入信号一定是故障时和正常时明显不同的电气量和物理量。
比如突然增大的电压或者电流信号，负序和零序的电压和电流以及功率等电气量。
再比如变压器的油压，温度以及发电机轴温等物理量。
根据不同的角度，可将继电保护装置分为以下几类：（1）根据继电器不同的制造工艺可分为机电型、整流型、晶体管型、集成电路型以及微机型。
关于变电站录波数据与故障诊断系统的研究
关于变电站录波数据与故障诊断系统的研究变电站的运行可靠性与安全性对整个电网的运行情况有着较为重要的影响。
微机故障录波装置在电力系统中发挥着较为重要的作用。
本文主要对变电站录波数据的处理问题和基于录波数据的变电站故障诊断机制进行了分析。
标签：变电站；录波数据；故障诊断系统0 前言变电站故障的准确诊断与分析，对电网的安全运行有着较为重要的影响。
随着电力技术的不断发展，电力网络的扩大化和复杂化，也让电力系统的行为表现出了复杂性的特征。
高性能微机型录波装置的有效运用，可以为电力系统运行效率的提升提供保障。
1 录波数据的处理1.1 录波装置的数据传送方式多CPU并行处理方式是变电站微机故障录波装置中采用的主要处理方式。
这一设备的数据采集单元中包含有32位数字信号处理器。
事件记录单元所使用的16位单片机可以发挥出收集、打包及上传采集数据，接受上位机下达的命令和将命令下放给各个采集单元的作用。
在录波器启动以后，开关量采集系统和模拟量采集系统可以将采样数据传递到中层管理单元。
在网络负载较重的情况下，采集系统所获取的采集数据会暂时存留于中层管理单元之中。
在网络负载相对较轻的情况下，中层管理单元可以借助以太网技术，将数據信息传送至上位机[1]。
1.2 录波数据的波形处理在接受到实时录波数据以后，上位机会在对数据信息进行整理的基础上，以文件形式对信息进行保存。
对于用户而言，他们可以根据录波文件的名称，对相关信息进行选择，并在某一个位置选定某一个录波通道的数据。
在数据分析波形界面之中，界面中间部分的红色短实线可以随着鼠标点击处改变位置，也可以随按住鼠标拖动时改变位置。
界面低段状态栏反映出来的信息为当前屏波形的起始时刻、故障发生的时间等内容。
从主站与子站之间的关系来看，子站系统管理模块在读取故障信息以后，会借助数据转换方式，为故障诊断系统提供COMTRADE格式的数据信息，并会及时将开关保护动作信息写入子站数据库。
在获取到子站发来故障信息以后，主站系统管理模块会将相关信息编入主站数据库之中，并会从子站读取完整的故障信息。
继电保护及故障信息管理系统(可用故障录波图)
操作 定 值 修 改
√ √
改 对 遥 定 值 区 时 控
√ √ √ √ √ √
设备型号
南瑞 继保 国电 南自
LFP 103
LFP系列
RCS系列
PS6000系列、WDK600系 列
103
87 94
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主/分站系统结构图
安全防护体系
路由器 正向隔离装置
安全区III
监控系统服务器
安全区I 安全区II
防火墙
反向隔离装置 正向隔离装置
三层交换机
三层交换机
反向隔离装置
故障信息系统服务器 WEB服务器 故障信息系统子站
安全区I
故障信息系统子站
VPN
防火墙 防火墙
主/分站应用功能
模型、图形导入 保护、通讯运行监视 故障监视及分析
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四方公司
Lonwork 103 XJY-485
的主站、分站系统和运行于变电站、电厂的子站
系统。
主站系统对信息的需求
应用需求 • 二次设备运行状态 • 分析电网故障类型、性质、填写故障报告 • 保护动作行为分析，作为保护评价的依据 • 保护设备管理、统计、考核 • 二次设备运行状态 • 识别电网故障信息、性质 • 查看电网事故信息 • 查看电网故障分析报告 • 查看保护设备统计、考核情况 • 查询电网故障相关历史信息 • 电网结构和运行参数变化情况
智能变电站智能录波器的特点及应用
智能变电站智能录波器的特点及应用摘要：智能录波器可以同时用于智能变电站以及常规变电站，其具有网络记录分析、集成故障录波分析、二次系统在线监测和智能运维等功能。
近年来我国智能变电站加快建设，常规录波器以及网络分析装置的功能已经逐渐不能满足应用需求，所以需要使用功能更强的智能录波器。
本文从智能录波器的功能和特点入手，讨论智能录波器具有的价值，最后提出智能变电站中智能录波器的应用。
关键词：智能变电站；智能录波器；特点；应用智能录波器是一种可同时应用于智能变电站和常规变电站，集成了故障录波、网络记录分析、二次系统可视化、智能运维功能的设备，由管理单元与采集单元组成。
其中，管理单元由录波文件分析、网络报文分析及结果展示、二次系统可视化、智能运维四个功能模块组成；采集单元采集模拟量、开关量和通信报文，具备录波文件生成、网络报文分析和通信功能。
以下就智能变电站智能录波器特点与应用进行分析。
一、智能录波器的功能和特点（一）智能录波器的功能首先是智能录波器的基本功能要求，一方面，智能录波器应能完成线路和主变压器各侧断路器、隔离开关及继电保护的开关量和模拟量的采集和记录、故障启动判别、信号转换等功能；另一方面，智能录波器应设有自复位电路，在正常情况下，不应出现程序死循环的情况，在因干扰而造成宕机时，应能通过自复位电路自动恢复正常工作；此外，智能录波器应具有在线自动检测功能，包括硬件损坏、功能失效的自动检测。
现阶段我国智能变电站智能录波器已经具备完善的功能，这一设备包括采集单元以及管理单元，其中采集单元具有开关量接入、模拟量记录、报文采集、数据处理等功能，集中于过程层网络和管理单元信息交互，将上一次设备和过程层网络采集的原始数据上传到管理单元，而管理单元为智能录波器的集成装置，功能模块包括录波文件分析、网络报文分析以及智能运维。
整体来说融合了变电站内网络信息、一次和二次设备，集成功能包括故障录波分析、网络记录分析，保护信息上送、智能运维、二次系统可视化，进而为变电站日常运维故障分析异常处理提供了可视化的信息支持和安全操作依据。
基于FDTW_算法的故障录波数据智能比对方法
第51卷第23期电力系统保护与控制Vol.51 No.23 2023年12月1日Power System Protection and Control Dec. 1, 2023 DOI: 10.19783/ki.pspc.230497基于FDTW算法的故障录波数据智能比对方法戴志辉1，张富泽1，杨 鑫2，韩 笑1(1.华北电力大学电力工程系，河北 保定 071003；2.中国长江电力股份有限公司，湖北 宜昌 443002)摘要：针对智能变电站保护装置故障录波文件无通道标识信息、难以与同源通道故障录波器录波文件相互对应的问题，提出一种基于快速动态时间规整(fast dynamic time warping, FDTW)算法的故障录波数据智能比对方法。
首先，对各厂站提取的故障录波数据进行异常检测，确保故障录波文件中数据的质量。
其次，利用拉格朗日插值法进行采样频率转换，解决保护装置与故障录波器采样频率不一致的问题。
然后，利用欧氏距离对同源录波文件数据进行波形一致性对齐，以实现时钟同步。
最后，使用FDTW算法对无通道标识信息的故障录波数据进行智能比对。
算例分析表明，该方法能够对故障录波数据进行一致性处理，可以快速准确地计算待匹配录波波形的相似度，实现同源通道的录波数据匹配，具备较强的稳定性和实时性。
关键词：故障录波；FDTW；同源比对；欧氏距离；智能变电站Intelligent comparison method for fault record waveform data based on the FDTW algorithmDAI Zhihui1, ZHANG Fuze1, YANG Xin2, HAN Xiao1(1. Department of Electrical Engineering, North China Electric Power University, Baoding 071003, China;2. China Yangtze Power Co., Ltd., Yichang 443002, China)Abstract: An intelligent comparison method for fault waveform data is proposed based on the fast dynamic time warping (FDTW) algorithm to address the problem of the lack of channel identification information in fault recorder wave files of intelligent substation protection devices. This lack makes it difficult to correspond with the fault recorder wave files of the same source channel. First, anomaly detection is performed on the fault waveform data extracted from each substation to ensure the quality of the data in the fault waveform files. Second, the Lagrange interpolation method is used for sampling frequency conversion to deal with inconsistent sampling frequencies between the protection device and the fault waveform recorder. Then, the Euclidean distance is used to align the waveform consistency of the same source waveform files to achieve clock synchronization. Finally, the FDTW algorithm is used to intelligently compare the fault waveform data without channel identification information. Case studies show that the proposed method can process the fault waveform data into a consistent type, quickly and accurately calculate the similarity of waveforms to be matched, achieve the matching of the fault waveform data from the same source channel, and has strong stability and real-time performance.This work is supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 51877084).Key words: fault record; FDTW; homology comparison; Euclidean distance (ED); intelligent substation0 引言智能变电站的快速建设及其自动化水平的不断提高，给故障录波技术的发展创造了良好环境[1]。
故障录波数据在继电保护动作分析中的应用
故障录波数据在继电保护动作分析中的应用摘要：随着智能电网技术的高速发展，电力系统网络结构更加复杂，提高电力系统的安全稳定运行水平显得尤为重要。
本文首先介绍了故障录波及继电保护的基本原理，接着分析了故障录波数据处理技术，最后提出了基于故障录波数据的继电保护动作分析系统，对于输电线路、变电站或发电厂继电保护的动作特性分析具有重要的意义。
关键字：智能电网; 电力系统; 故障录波; 继电保护1引言随着智能电网的发展及电网规模的日益扩大，电力系统的安全受到了广泛关注。
现代智能电网不仅要求实现自动信息采集、测量、保护和监测等功能，还要求根据电网实际状况自动调节运行方式、智能在线决策、协调互动，因此需要准确进行故障元件诊断、事故后数据分析、保护动作行为评价等功能完善的电网故障信息综合分析系统，这亟需在电力系统关键位置安装故障录波装置。
本文首先介绍了故障录波及继电保护的基本原理，接着分析了故障录波的数据处理技术，最后提出了基于故障录波数据的继电保护动作分析系统的架构，电力系统故障录波装置对于输电线路、变电站或发电厂继电保护的动作特性分析具有重要的意义。
2故障录波及继电保护基本原理故障录波装置作为变电站的常规二次设备，主要起到监视和记录电力系统运行状况的作用。
当系统正常运行时，录波装置不会启动录波功能只是对数据进行采集。
在电网发生短路、系统振荡、电压崩溃时，故障录波装置可准确记录故障时刻系统电压、电流波形的变化全过程并形成故障录波文件，因此它被称为电力系统安全稳定运行的“黑匣子”。
故障录波文件中包含了丰富的现场信息，这些信息对分析事故产生原因、检验继保装置动作特性和算法、提高电网安全运行水平具有重要意义。
继电保护系统是研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。
因在其早期发展过程中主要用有触点的继电器来保护电力系统及电力设备，所以称为继电保护。
其基本任务是当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。
基于故障录波与保护信息融合下智能变电站事故的思考 张竞
基于故障录波与保护信息融合下智能变电站事故的思考张竞摘要：随着社会各领域用电量的增加，电力安全逐渐成为社会关注的主要内容，通过加强对故障录波和保护信息融合下变电站事故的研究，有利于实现电力的安全供应。
本文主要围绕系统整体阐述及主要功能分析、程序介绍、算例分析三个方面展开讨论，详细分析了保障电网安全运行的一套事故分析系统，在这个系统的作用下，能帮助工作人员及时掌握系统内的相关信息，是保证电网可靠运行的有效措施，并为智能调度的实现提供可能。
关键词：故障录波；保护信息；变电站前言：目前应用在电力供应过程中的电网事故分析系统主要存在信息收集、处理以及综合利用率不足等缺陷，不能为电网安全运行提供有效保障。
针对这一问题，需要制定相关的信息处理系统，并通过算法方式的合理选择，保证故障分析的合理性。
同时，应在故障录波以及保护信息相互结合的基础上进行故障分析，能有效保证系统安全防护措施实行的有效性，有利于电网的正常运行。
一、系统整体阐述及主要功能分析为了加强对电网运行事故的有效控制，需要在结合故障录波和保护信息的基础上，进行事故分析系统的改进设计。
这一系统主要采用的VisualC++数据库系统，通过设计相关的功能模块，能保证对事故信息进行全面分析，主要包括数据库、数据采集以及故障信息处理等模块。
总的来讲，建立以故障录波以及保护信息为基础的事故分析系统，能保证故障判断信息的准确性，对智能电网建设和电力企业发展有重要意义。
在该系统的作用下，可实现以下几方面功能：第一，能实现录波器及保护部件信息的融合，进一步进行故障的全面分析。
在信息有效结合的前提下，能保证系统直接提取出反映故障特征的相关信息，并帮助变电站工作人员根据信息分析结果，采取对应的故障解决措施；第二，可在多种故障发生的情况下，对信息进行筛选分析，可起到故障分析效率提高的作用。
并且在将故障信息筛选出的同时，可对调度中心的事故信息进行分类处理，使得信息直观的展现事故特征，保证信息的的有效性；第三，在对故障录波信息进行分析后，能进一步对保护装置性能进行评价，从而提高电网运行安全性；第四，具有较好的查询统计和故障分析性能，例如在进行频谱分析、特征量计算等，能满足电网系统安全运行保护的实时性需求，同时可实现系统在离线后的故障分析性能。
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智能变电站继保故障录波大数据陶友杰，陈卫，陈德树华中科技大学电气与电子工程学院Email: taoyoujiehust@摘要：智能变电站因其运行特点，对继保故障录波数据实时运行分析要求较高。
智能变电站的高速大带宽的组网技术能实现不同区网的继保故障录波数据全部入库数据云端进行分类索引共享。
一种实现方法是基于Struts结构的WEB模式服务器端故障录波分析软件，在线运行下的智能变电站故障录波数据全部自动上传，同时在出现故障时，根据云端数据进行自动纵横比较，快速分析出结果，及时处理故障。
关键词：实时运行分析；数据库云端；WEB；数据共享Big Data of Relay Fault Recordingin Intelligent SubstationTAO Youjie, CHEN Wei, CHEN DeshuHuazhong University of Science & TechnologyEmail: taoyoujiehust@Abstract:It is required to analyze the real-time operation of the fault recording data because of the characteristics of the intelligent substation. The smart substation can be classified into the data of different area network with its hign speed and large bandwidth. A realization method is based on Struts structure of WEB server mode fault recording and analysis software, online operation of smart substation fault recorded wave data all automatically upload, and when there is a failure, it can get rapid analysis of the results and timely processing fault according to cloud data for automatic vertical and horizontal comparison. Keywords: real-time operation analysis; database cloud; WEB; data sharing1 引言智能变电站组网技术决定了大部分电力系统运行数据能够实现实时上传和统计，这对于电力系统的运行将会起到决定性的作用，传统的保护功能和参数整定都会因为大数据的共享能够更快速的实现。
同时，电力系统故障继电保护特点地域性特别强，其故障录波历史数据具有非常丰富的实际参考价值。
而传统的继保故障录波分析软件重点偏向于单次分析结果，原始数据会伴随着故障分析的结束而失去价值，大部分数据会伴随分析的结束而丢失。
实际上故障录波数据作为故障分析和调度自动化的依据，具有非常重要的意义，这些原始的录波数据丢失对电网本身是巨大的损失，也不利于电网的智能化发展。
智能变电站通讯技术的完善以及智能电网在电力系统的推广促进了继保故障录波技术的快速发展。
基于Struts结构的WEB的故障录波分析软件利用当前完善的组网技术，旨在设计一款电力行业通用的，完全符合IEC标准的故障录波分析软件，它通过访问服务器端的软件，即可通过移动设备或者PC实时进行故障录波分析，同时，服务器端会自动把原始数据存在客户的个人数据库中，根据客户的要求可按照不同的类别进行分类处理，实现电力系统故障录波数据的网络化共享。
根据IEC标准，故障录波统一采取了COMTRADE格式，这使大数据存储实现了可能。
分类保存的历史数据能够根据用户的基本属性给出常见故障的提示。
用户个人上传的所有数据记录和原始数据都开放给用户，供其查阅，同时整个服务器端的全部数据也会根据用户的权限让用户可见。
2 基于网络服务器端的继保故障录波软件2.1 软件框架结构常见的如windows、linux、安卓、UCOS等，都可能成为用户使用故障分析软件的硬件平台。
具有强的兼容性和扩张性成了这种软件的首要特点。
Web作为当下最流行的开发技术，主要包括客户端技术和服务端技术大类。
Web客户端的主要任务是展现信息内容。
MVC（Model View Controller）是WEB的一种常见对设计模式。
它强制性地把应用程序对输入、处理和输出分开，即模型、视图、控制器三个模块。
在JA VA 应用中，早期设计是数据和表示层交织到一起，耦合度比较高，层次比较混乱，有经验的设计人员会通过层序进行分离，但还是不能完全分开，有些地方还必须得交织到一起。
MVC的出现非常良好的解决了这一问题，不同的应用可以共享同一个模块，而且模块只在底层进行设计初始化。
MVC模式执行过程大致如图1：图1. MVC框架图框架是软件设计的基础，针对MVC设计模式，Struts技术提供了一种很不错的选择，它的最初设计目的是基于MVC的WEB框架，其实质就是在JSP Model2的上实现了一个MVC框架。
Struts结构的最大的特点是完全把服务器端和后台控制处理进行了有效的隔离，仅仅通过Javascript 这种动态语言实现数据的传送，其整个过程如图2:图2 . Struts执行图总结为用户发送请求，服务器通过请求类型进进行筛选分类，选择合适的模型进行计算，在数据库中进行分析对比，快速给出用户需要的数据分析结果，而且由于其模型属于独立结构，请求和响应可以同时进行。
2.2 软件数据格式通用的软件平台需要相同的协议标准，ComTrade 格式是标准电力系统暂态数据交换通用格式。
ComTrade格式的数据文件，记录了电力系统或电力系统模型采集到的暂态波形和事故数据。
除了使用专用的硬件仪器（故障录波仪）对数据文件进行分析外，使用软件将ComTrade格式的数据文件以波形的方式显示、分析也是一种较常见的分析方式。
ComTrade 包括四个部分，标题文件（xxxx.HDR）、配置文件（xxxx.CFG）、数据文件（xxxx.DA T）和信息文件（xxxx.INF）。
ComTrade定义的所有文件，都在IEEE 标准电力系统暂态数据交换通用格式Std C37:111-199l或Std C37:111-1999版本中进行了诠释。
国际通过的ComTrade格式给基于WEB的录波分析软件提供了理论上绝对的可能性，只需通过在算法上区分其格式及包含的信息，对单次录波数据的分析操作，就计算结果来说，和传统的分析软件或者设备具有一样的效果。
只要服务器的响应速度以及计算容量能够满足用户最大时刻的访问量，这种分析软件是可以保证稳定运行的。
这种格式也能够实现软件智能保存全部的数据到数据库云端。
2.3 软件特点基于WEB的故障录波分析软件首先要满足网络软件的基本要求，如提供实时响应，错误机制，应急机制，遵守网络协议，遵守软件协议等。
同时针对其用户特点，该软件设置了用户权限一项，主要是保证数据安全性。
权限级别可按照要求分为几等，如权限一级为管理员，其权限主要为对软件所有资源可见，同时对权限级别低的用户进行管理，但是不能对数据库源数据进行操作；权限二级为固定用户，其享有使用软件，查看指定范围数据等权限；权限三级为临时客户，仅仅拥有使用软件的权限。
所以，可根据需要申请响应的用户权限，达到最优的使用效果。
要有良好的网络支撑。
考虑到对分析结果的快速响应、准确等需求，必须要保证数据传输过程流畅稳定，数据接收过程准确无误。
如果同一时刻用户量较大，还会有资源稀缺，等待时间长问题。
良好的网络能确保大部分问题不会出现，也能在资源紧张的时候得到服务器第一时间的响应。
如果上传的数据安全要求较高，可以通过备注或者上传设置区域进行安全设置，服务器可以通过用户要求对数据进行特别的处理，确保数据安全。
3 继保故障录波大数据处理3.1 原始数据保存分类管理每一次用户或者游客通过移动平台或者固定平台接入之后，上传的数据全部自动上传到云端，并且根据用户登记地点或者游客上网地点进行分类。
可以设置的索引标签根据用户特点进行分析，比如用户等级所属电网、地区编号等，索引标签也可设置为数据特点，如上传数据录波时间、数据量大小等，这样方便后期的查找引用。
数据库是该软件系统的核心，其关键技术就是要适应网络软件常见的高并发访问，必须保证在大量用户使用的时候的稳定性，因为电网本身的一些特殊性，所以该软件系统继承了电网系统运行的一些特点，比如绝密性、自动性、人机结合紧密、区分高峰低谷期等，这些属性都要在该软件数据库上体现。
数据库需要根据日常运行中点击最多的数据进行自动分类排行，因为电网区域性特点很强，电网本身一些常见的问题出现概率频繁，所以提供的类似搜索排行榜能够让用户快速找到想要的数据，这也是提出电网故障录波数据网络化的重要因素。
3.2 用户根据权限等级使用数据云端数据软件的使用区分用户和游客，用户还要区分多个等级，既要保证用户的权益，也要保证数据库系统中的数据绝对安全可靠。
用户根据自己的等级，在可见的范围内使用数据库数据。
数据库云端数据必须根据用户的登录地点、登录次数及登录历史等特点智能给出一些提示，类似于现在移动终端的软件提醒，比如操作习惯、可能需要引用数据等，软件智能性要在数据库管理和使用体验上体现，符合电力系统智能化发展的大方向。
用户自己根据个人习惯操作数据库，数据库设置为人工操作和智能操作。
人工操作为用户自己设置定值，进行需要检测功能的分析计算，这样的操作节省时间，通知目的性强。
智能操作为登记客户专有，游客无权访问，其操作特点是一键操作，点击某个按键就能自动分析计算数据，这里面会进行软件涉及到的所有功能计算，这种操作适用于一些不太紧急的分析，同时如果用户本身不是很了解故障录波分析功能本身的应用，也能提供一个合适的平台。
4 大数据的后台维护当前网络的发达导致了软件必须具备绝对的可扩展性和兼容性，这直接要求软件需要时刻根据用户的反应实时进行完善。
目前提出的是部分功能开源，核心部分由软件运维人员完善。
开源意味着需要承担软件崩溃的风险，这就需要软件具有绝对的抗干扰性和自我抵御能力。
开源的部分可根据用户权限等级提供更改平台，如果通过了规定测试，则更新的功能能够直接写入软件，并更新软件版本。
核心部分的更改涉及到软件稳定性，不轻易变更，但是需要周期性进行升级，以适应不同的需求。